1、PLC 技術(shù)方案總體介紹：將 PLC 的輸入點(diǎn)、輸出點(diǎn)、中間繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器（稱為元素）進(jìn)行編址，理論上，可用于編址的二進(jìn)制位數(shù)越多，則該 PLC 支持的元素就越多。但 PLC支持的元素越多，則掃描周期越長。若掃描周期超過 PLC 定時(shí)器的定時(shí)周期（10ms），則會(huì)導(dǎo)致。指令分析：由于元素有一些屬性（正常，置位，復(fù)位），元素也可作為條件進(jìn)行運(yùn)算，條件運(yùn)算時(shí)還有常開、常閉、邊沿等信息，所以指令中還需保存上述運(yùn)算信息。在 32位 CPU 中，PLC 指令也設(shè)置為 32 位是最具運(yùn)算效益的。但由于內(nèi)存、EEPROM、串口傳輸速度的限制，PLC 指令的位數(shù)并不是越多越好。指令設(shè)計(jì)：權(quán)衡上述信息，

2、在保證運(yùn)算信息且易于執(zhí)行的情況下，盡量擴(kuò)大元素支持 的個(gè)數(shù)。因此，將 PLC 指令分為 3 類(輸出對(duì)象指令，條件指令，邊沿指令)，分類的好 處為運(yùn)算信息的區(qū)別對(duì)待，減少運(yùn)算信息占用的位數(shù)。本項(xiàng)目的 PLC 指令設(shè)計(jì)為 16 位，其中 3 位用于保存運(yùn)算信息，13 位用于元素編址（支持 2 的 13 次方個(gè)元素）。該 PLC指令系統(tǒng)支持 8192 個(gè)元素，且根據(jù)需求隨意分配。例如，可支持 3000 個(gè)定時(shí)器，1000 個(gè)輸入點(diǎn)，1000 個(gè)輸出點(diǎn)等（硬件上支持的前提下）。固件設(shè)計(jì)：固件根據(jù)指令設(shè)計(jì)，變量、函數(shù)等均根據(jù)實(shí)際用途進(jìn)行命名，相關(guān)信息也以結(jié)構(gòu)體的形式集中。PLC 元素的相關(guān)信息均以數(shù)組

3、的形式保存，易于閱讀、二次開發(fā)、升級(jí)、兼容性等?？紤]到掃描周期越短越好，固件的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能的高效快速：因此應(yīng)用了結(jié)構(gòu)體、內(nèi)聯(lián)、指針、枚舉等 C 語言編程技巧，盡量不用耗時(shí)久的乘法等指令，以位移的形式代替(除了用戶使用的乘法指令)。通訊設(shè)計(jì)：考慮到用戶的 PLC 應(yīng)用于高鐵，運(yùn)行時(shí)不部分時(shí)間不用通訊功能。因此將通訊功能默認(rèn)為關(guān)閉，以加強(qiáng)通訊的使用。通訊的設(shè)計(jì)原則是盡可能少的字節(jié)數(shù)傳遞盡可能多的信息。因此，將通訊格式設(shè)計(jì)為變長，最小長度為 9 字節(jié)，最大長度為 99 字節(jié)。數(shù)據(jù)所占比例最小為 67%，最大為 97%。輸入輸出、溫度、電壓這四個(gè)狀態(tài)時(shí)，只需傳送 1 個(gè)幀，9 個(gè)字節(jié)即可。但若要節(jié)即可

4、。16 個(gè)參數(shù)值或?qū)崟r(shí)值時(shí)，只需傳送 1 個(gè)幀，99 個(gè)字?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：PLC 中的數(shù)據(jù)長度均為 4 字節(jié)，其范圍為 0-43 億。字符串也以 4 字節(jié)數(shù)據(jù)的進(jìn)行。數(shù)據(jù)和字符串只在固件和上位機(jī)的時(shí)候才有區(qū)別，中間過程中的處理方式一樣，簡化通訊結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)：為防止計(jì)數(shù)時(shí)寫入 EEPROM 的次數(shù)過于頻繁，加入了掉電檢測功能，即掉電的時(shí)候立刻將關(guān)鍵數(shù)據(jù)存入 EEPROM，關(guān)鍵數(shù)據(jù)包括加計(jì)數(shù)器的第 0-15 個(gè)，減計(jì)數(shù)器的第 0-15 個(gè)。關(guān)鍵數(shù)據(jù)每隔 1000s 會(huì)周期性地存入 EEPROM。指令設(shè)計(jì)指令概述：指令分為輸出對(duì)象指令，條件指令，邊沿指令。輸出對(duì)象指令：條件指令：邊沿指令：指令號(hào)及序號(hào)如下表

5、所示。代 碼起始指令代碼總長度代碼內(nèi)容指令號(hào)序號(hào)20 個(gè)加計(jì)數(shù)器0 x000-255參數(shù)值范圍： 00 xF20 個(gè)減計(jì)數(shù)器0 x010-255參數(shù)值范圍： 00 xF25 個(gè)通電延時(shí)定時(shí)器，10ms0 x020-255參數(shù)值范圍： 00 xF25 個(gè)斷電延時(shí)定時(shí)器，10ms0 x030-255參數(shù)值范圍： 00 xF雙整數(shù)0 x040-255仿字符串雙整數(shù)0 x05 0 x060-255冗余-0 x0e數(shù)算等0 x0f客戶中間繼電器0 x100-255系統(tǒng)中間繼電器0 x110-255特殊繼電器 M0， M10 x120-25510 個(gè)輸出繼電器0 x130-910 個(gè)輸入點(diǎn)0 x140-9

6、冗余-0 x1f765432101：邊沿指令1：上升沿0：下降沿1：主線路徑未結(jié)束0：主線路徑結(jié)束中間狀態(tài)76543210序號(hào)1580：非邊沿指令1：常閉0：常開1：主線路徑結(jié)束0：主線路徑未結(jié)束類別號(hào)76543210序號(hào)15800：正常輸出01：置位10：復(fù)位0類別號(hào)數(shù)算符對(duì)應(yīng)的序號(hào)0 x00雙整數(shù)等于0 x01雙整數(shù)不等于0 x02雙整數(shù)大于或等于0 x03雙整數(shù)小于或等于0 x04雙整數(shù)小于0 x05雙整數(shù)大于0 x06字符串等于0 x07字符串不等于0 x08雙整數(shù)相加0 x09雙整數(shù)相減0 x0a雙整數(shù)相乘0 x0b雙整數(shù)相除0 x0c雙字取反0 x0d雙字與0 x0e雙字或0 x0

7、f雙字異或0 x10雙字傳送中間指令參數(shù)內(nèi)容格式12345繼電器條件代碼參數(shù)字節(jié)定時(shí)器條件代碼參數(shù)字節(jié)計(jì)數(shù)器條件代碼參數(shù)字節(jié)整數(shù)計(jì)算條件代碼參數(shù)字節(jié)參數(shù)字節(jié)參數(shù)字節(jié)參數(shù)字節(jié)字符串計(jì)算條件代碼參數(shù) 1 10 字節(jié)參數(shù) 21 字節(jié)數(shù)算指令參數(shù)格式參數(shù)類型 低 2 位有效參數(shù) 1參數(shù) 2參數(shù) 31 字節(jié)4 字節(jié)4 字節(jié)2 字節(jié)1：EEPROM數(shù)據(jù)0：立即數(shù)EEPROM 數(shù)據(jù)/立即數(shù)EEPROM 數(shù)據(jù)/立即數(shù)EEPROM 數(shù)據(jù)幀 結(jié)構(gòu)1 個(gè)字節(jié)0 x252 個(gè)字節(jié)2 個(gè)字節(jié) 2 個(gè)字節(jié) 0 x81 0 x3415-12 位：校驗(yàn)11-0 位：個(gè)數(shù)m 個(gè)字節(jié)通訊設(shè)計(jì)非代碼通訊時(shí)時(shí)，上位機(jī)和下位機(jī)只能收發(fā)

8、一種格式的數(shù)據(jù)，邏輯關(guān)系如表：輸入輸出狀態(tài)、電壓溫度狀態(tài) 由下位機(jī)主動(dòng)發(fā)送通訊幀 結(jié)構(gòu) 1類 別號(hào)序號(hào)上位機(jī)命令下位機(jī)反饋校驗(yàn)注釋1 個(gè)字節(jié) 0 x？a1 個(gè)字節(jié)序號(hào)6 個(gè)字節(jié)+？*6 字節(jié)6 字節(jié)+？*6 字節(jié)1 字節(jié)開始下 載0 x0a0 xf80-3:總字節(jié)數(shù)4-5:幀代碼個(gè)數(shù)0-3:總字節(jié)數(shù)4-5: 幀代碼個(gè)數(shù)結(jié)束下 載0 x0a0 x010-3:總字節(jié)數(shù)4-5:幀代碼個(gè)數(shù)0-3:總字節(jié)數(shù)4-5: 幀代碼個(gè)數(shù)狀態(tài)查 詢開啟I ， O ，V, T0 x0a0 x020-6：全零0-1:輸入狀態(tài) (15 位：參數(shù)是否被修改) 2-3:輸出狀態(tài)4:電壓5:溫度若 IO 數(shù)量有擴(kuò)展，則新添其他序號(hào)。用于 IO 狀態(tài)反饋狀態(tài)查 詢關(guān)閉0 x0a0 x030-6：全零0-6：全零若上機(jī)運(yùn)行時(shí)無需獲取 I、O 等狀態(tài)，則關(guān)閉此功能參數(shù)值0 x?a0 x040-3:全零4:參數(shù)類別號(hào)5:參數(shù)序號(hào)0-3:參數(shù)值4:參數(shù)類別號(hào)5:參數(shù)序號(hào)設(shè)置參 數(shù)值0 x0a0 x050-3:參數(shù)值4:類別號(hào)5:序號(hào)0-3:參數(shù)值4:類別號(hào)5:序號(hào)立即數(shù)0 x?a0 x060-3:全零4：類別號(hào)5：序號(hào)0-3:參數(shù)值4:參數(shù)類